Устройство для определения параметров заложения нисходящих наклонных шпуров и скважин

Авторы патента:

Требуш Юрий Прокопьевич (RU)

E21B47/02 - определение наклона или направления (клинометры и указатели направления G01C)

Владельцы патента RU 2503809:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения нисходящих шпуров и скважин. Предложено устройство для определения параметров заложения нисходящих наклонных шпуров и скважин, содержащее основание в виде плиты с размещенными на ней круговым уровнем и угломерной шкалой в виде двухкоординатной сетки, присоединенный к основанию шаровой шарнир, состоящий из корпуса и шаровой пяты, а также штангу, снабженную отвесом. При этом шаровая пята выполнена со сквозным осевым отверстием и надета на верхнюю часть штанги с упором на ограничитель. К нижней части штанги шарнирно с помощью стоек присоединена снабженная упором распорная трубка. А отвес оснащен световым точечным прибором. Корпус шарового шарнира выполнен в виде сферического кольца. Предложенная конструкция устройства обеспечивает определение численных значений углов наклона нисходящих наклонных шпуров и скважин. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения нисходящих шпуров и скважин.

Известно устройство для определения направления шпуров, содержащее основание в виде плиты, телескопическую штангу, соединенную с шаровым шарниром, и угломерную шкалу (А.с. №232883, МПК E21B 47/02, 1968 г.).

Недостатком данного устройства является невозможность определения численных значений углов наклона нисходящих шпуров и скважин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для определения направления шпуров и скважин, содержащее основание в виде плиты с размещенными на ней круговым уровнем и угломерной шкалой в виде двухкоординатной сетки, присоединенный к основанию шаровой шарнир, состоящий из корпуса и шаровой пяты, а также штангу, расположенную по направлению скважины и снабженную отвесом (А.с. №1062382, МПК E21B 47/02, 1983 г.).

Недостатком данного устройства является невозможность определения численных значений параметров заложения нисходящих шпуров и скважин, а именно пространственных углов наклона нисходящих шпуров и скважин.

Задачей изобретения является обеспечение определения численных значений углов наклона нисходящих наклонных шпуров и скважин.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для определения параметров заложения нисходящих наклонных шпуров и скважин, содержит основание в виде плиты с размещенными на ней круговым уровнем и угломерной шкалой в виде двухкоординатной сетки, присоединенный к основанию шаровой шарнир, состоящий из корпуса и шаровой пяты, а также штангу, расположенную по направлению скважины и снабженную отвесом, причем шаровая пята выполнена со сквозным осевым отверстием и надета на верхнюю часть штанги, на штанге под шаровой пятой установлен ограничитель, к нижней части штанги, находящейся в скважине, присоединена снабженная упором распорная трубка, а отвес оснащен световым точечным прибором, при этом корпус шарового шарнира выполнен в виде сферического кольца.

Наличие сквозного осевого отверстия в шаровой пяте позволяет надеть устройство на штангу, а посредством ограничителя установить длину верхнего конца штанги, находящегося над основанием, на величину которой рассчитана двухкоординатная угломерная шкала. При этом устройство является разборным и состоящим из двух составных частей - штанги с распорным механизмом и ограничителем и основания с размещенными на нем круговым уровнем и угломерной шкалой, а также с присоединенным к основанию шаровым шарниром. Это упрощает перемещение устройства по выработке и установку устройства в скважине.

Выполнение корпуса шарового шарнира в виде сферического кольца позволяет устанавливать основание в горизонтальной плоскости при наклоне скважин большом диапазоне углов.

Оснащение отвеса световым точечным прибором исключает необходимость подъема и опускания отвеса на плоскость угломерной шкалы, что сокращает время и упрощает процесс измерения углов.

Наличие упора в верхней части распорной трубки распорного механизма упрощает закрепление устройства в скважине - когда упор упирается в породу в устье скважины, то штангу продвигают далее по длине скважины, при этом стойки поворачиваются посредством шарниров, вследствие чего штанга и распорная трубка распираются между стенками скважины. При этом ось штанги параллельна оси скважины, что обеспечивает достоверность измерения углов заложения скважины.

Устройство поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид устройства и его закрепление в скважине; на фиг.2 - вид устройства при измерении углов; на фиг.3 и 4 - корпус шарового шарнира; на фиг.5 - соединение корпуса шарового шарнира с шаровой пятой шарового шарнира и с основанием в виде плиты; на фиг.6 - положение устройства при вводе и выводе его из скважины; на фиг.7 - положение устройства при закреплении его в скважине.

Устройство содержит основание 1 в виде плиты, на которое нанесена угломерная шкала 2, основание присоединено к корпусу 3 шарового шарнира, а в шаровой пяте 4 шарового шарнира имеется осевое сквозное отверстие 5 посредством которого шаровая пята 4 свободно надета на верхнюю часть штанги 6, снабженную ограничителем 7, определяющим длину выступающего над основанием верхнего конца штанги, на величину которой рассчитана двухкоординатная угломерная шкала 2. На верхнем конце штанги 6 закреплен отвес 8, на конце которого подвешен световой точечный прибор 9. На основании 1 размещены круговой уровень 10, посредством которого основание устанавливают в горизонтальной плоскости. К нижней части штанги 6 присоединена распорная трубка 11, снабженная упором 12. Соединение штанги 6 с распорной трубкой 11 осуществляется посредством стоек 13 и шарниров 14. Нижняя часть штанги 6 расположена в скважине 15.

Длина штанги 6 принимается экспериментально, исходя из удобства проведения измерений. В качестве светового точечного прибора 9 можно использовать, например, лазерную указку.

Устройство работает следующим образом. Распорную трубку 11 продвигают в направлении нижнего конца штанги 6 посредством стоек 13 и шарниров 14. При этом внешнее расстояние между распорной трубкой 11 и штангой 6 становится меньше диаметра скважины. Затем нижний конец штанги 6 вставляют в скважину 15. Упор 12 распорной трубки 11 упирается в породу в устье скважины 15, штангу 6 продвигают далее по длине скважины, при этом стойки 13 поворачиваются посредством шарниров 14, вследствие чего штанга 6 и распорная трубка 12 распираются между стенками скважины 15. На верхний конец штанги 6 до ограничителя 7 надевают посредством шаровой пяты 4, имеющей сквозное осевое отверстие 5, основание 1, соединенное с корпусом 3 шарового шарнира. Основание 1 с размещенной на основании угломерной шкалой 2 с помощью кругового уровня 10 устанавливаю в горизонтальном положении. К верхнему концу штанги 6 прикрепляют отвес 8, например, с помощью крючка, на конце отвеса подвешивают световой точечный прибор 9.

Измерение пространственных углов заложения скважины производится в следующей последовательности. Основание 1 ориентируют в направлении, от которого установлены проектные пространственные углы заложения скважин (например, вдоль оси выработки). Включается световой точечный прибор 9, подвешенный с помощью отвеса 8 на верхнем конце штанги 6. Световой точечный прибор указывает точку на угломерной шкале 2, по которой производится считывание значений углов наклона скважины в вертикальных плоскостях относительно выбранного направления. Значения углов записаны на пересечениях координатных линий шкалы 2.

Если световая точка не указывает точно на пересечение координатных линий, то значение углов устанавливается с использованием интерполяции ближайших значений углов. Погрешность определения зависит от принятого шага значений углов при построении угломерной двухкоординатной сетки.

Использование данного устройства позволяет определить численные значения параметров заложения нисходящих наклонных шпуров и скважин.

1. Устройство для определения параметров заложения нисходящих наклонных шпуров и скважин, содержащее основание в виде плиты с размещенными на ней круговым уровнем и угломерной шкалой в виде двухкоординатной сетки, присоединенный к основанию шаровой шарнир, состоящий из корпуса и шаровой пяты, а также штангу, расположенную по направлению скважины и снабженную отвесом, отличающееся тем, что шаровая пята выполнена со сквозным осевым отверстием и надета на верхнюю часть штанги, на штанге под шаровой пятой установлен ограничитель, к нижней части штанги, находящейся в скважине, присоединена снабженная упором распорная трубка, а отвес оснащен световым точечным прибором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус шарового шарнира выполнен в виде сферического кольца.

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано для определения начального азимутального угла скважинного прибора. Техническим результатом является повышение точности определения начального азимута скважинного прибора.

Гироинерциальный модуль гироскопического инклинометра // 2499224

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано, например, для построения скважинных приборов. Гироинерциальный модуль содержит одноосный силовой гироскопический стабилизатор, на платформе (3) которого размещены два акселерометра (9.1, 9.2) и гироузел, представляющий собой рамку (2) с не менее двумя жестко установленными в ней гиромоторами (1), оси вращения которых параллельны.

Оценочный лист бурения // 2496004

Предложенная группа изобретений относится к направленному бурению скважин, а именно к способу, системе и устройству оценки показателей бурения в стволе скважины. Техническим результатом является повышение точности оценки направления бурового инструмента.

Система и способ коррекции направления ствола скважины на основе поля напряжений // 2496003

Изобретение относится к способу и системе коррекции траектории ствола скважины. Техническим результатом является использование данных, полученных в режиме реального времени, для уточнения модели напряжений для данного региона, так что траекторию можно непрерывно корректировать для достижения оптимального соотношения с измеренными характеристиками напряжений данного региона.

Устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины // 2490448

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для контроля положения ствола горизонтальной скважины между кровлей и подошвой пласта - коллектора, а также для литологического расчленения разреза в процессе бурения.

Глубинный датчик расхода бурового раствора // 2485309

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для определения расхода бурового раствора на забое скважины непосредственно в процессе бурения. .

Способ определения ориентации скважинного прибора в буровой скважине // 2482270

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, проводимым как при бурении, так и при эксплуатации нефтегазовых скважин. .

Способ контроля искривления ствола скважины // 2476668

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для контроля целостности скважин. .

Электрогенератор станка-качалки скважины // 2472278

Способ использования датчика положения торца бурильного инструмента // 2471066

Изобретение относится к способу определения направления торца бурильного инструмента. .

Способ определения углов искривления скважины // 2503810

Изобретение относится к измерительной навигационной аппаратуре, предназначенной для контроля пространственного положения траектории ствола скважин. Техническим результатом расширение функциональных возможностей способа за счет проведения измерений в обсаженной и не обсаженной скважинах, повышение точности реализующего его устройства за счет совместного применения феррозондов и гироскопов, а также компенсации дрейфа последних. Предложен способ определения углов искривления скважины, включающий измерение проекций напряженности магнитного поля феррозондами, измерение проекций ускорения свободного падения акселерометрами, измерение проекций угловой скорости Земли гироскопами на оси инклинометра, преобразование первичных сигналов и определение пространственной ориентации ствола скважины. При этом оценивают погрешность гироскопических датчиков с привлечением информации от спутниковой навигационной системы и корректируют величину дрейфа гироскопических датчиков с учетом информации от феррозондов. Причем при отсутствии магнитных аномалий вычисляют углы ориентации по сигналам с феррозондов и акселерометров, а при работе в средах с аномальными магнитными свойствами или обсаженных стальными трубами вычисляют параметры ориентации скважины по сигналам с гироскопов и акселерометров. 2 ил.

Способ начальной азимутальной ориентации непрерывного гироскопического инклинометра и устройство для его осуществления // 2504651

Предложенная группа изобретений относится к способу и устройству начального азимутального ориентирования скважинного прибора, в частности гироинклинометра. Техническим результатом является повышение точности начальной азимутальной ориентации, расширение области применения и повышение технико-экономических показателей гироинклинометра. Предложенный способ заключается в том, что начальную азимутальную ориентацию осуществляют при вертикальном положении скважинного прибора путем определения значения угла отклонителя в системе координат, связанной с корпусом скважинного прибора. При этом на устье скважины устанавливают антенны спутниковой угломерной навигационной аппаратуры (СУНА) и фиксируют значение угла курса ψ. Затем замещают антенны скважинным прибором, включают гироскопический инклинометр и вводят в программное обеспечение гироинклиномета значение угла курса ψ как значение угла отклонителя. В результате программного расчета получают значения параметров начального положения системы координат скважинного прибора относительно географической системы координат. Предложенное устройство содержит систему СУНА, основание с упорными винтами, корпус с заглушкой, опорную стойку и два однотипных ориентирующих наконечника на скважинном приборе и опорной стойке. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр // 2507392

Изобретение относится к исследованию нефтяных и газовых скважин, в частности к определению углов наклона и траектории ствола скважины. Техническим результатом является повышение точности определения траектории протяженных наклонных и горизонтальных скважин. Предложен способ определения зенитного угла и азимута скважины посредством гироскопического инклинометра, заключающийся в том, что при начальной азимутальной ориентации гироинклинометра и при движении скважинного прибора в скважине непрерывно измеряют напряжение, пропорциональное углу ошибки стабилизации платформы. Полученное напряжение используют при определении угловой скорости по оси чувствительности датчика угловой скорости без погрешности от угла ошибки стабилизации. А указанную угловую скорость используют при расчете азимутального угла осей чувствительности акселерометров на момент окончания начальной азимутальной ориентации. Для реализации предложенного способа разработано устройство, в котором в электрическую схему усилителя канала стабилизации платформы введен дополнительный выход, соединенный с дополнительным каналом обработки информации, введенным в блок цифровой обработки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Забойная телеметрическая система // 2509210

Изобретение относится к бурению скважины и может быть использовано для контроля забойных параметров и каротаже в процессе бурения. Техническим результатом является повышение качества исследования скважины за счет увеличения надежности передачи информации от забоя на поверхность. Предложена забойная телеметрическая система, содержащая соединенные между собой модуль электрогенератора-пульсатора, модуль инклинометра и модуль гамма-каротажа, включающие телеметрические блоки. При этом указанная телеметрическая система дополнительно содержит блок анализа и управления коммутатором и коммутатор, соединенные с указанными модулями. Причем вход блока анализа и управления коммутатором соединен с выходом блока управления пульсациями модуля гамма-каротажа и первым входом коммутатора. А выход блока анализа и управления коммутатором соединен с входом управления коммутатора. Кроме того, второй вход коммутатора соединен с выходом блока управления пульсациями модуля инклинометра, а выход коммутатора соединен с входом пульсатора, установленным в модуле электрогенератора-пульсатора. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ управления траекторией бурения второй скважины с ее прохождением вблизи первой скважины (варианты) // 2515930

Предложенное изобретение относится к области бурения направленных скважин, в частности к методам управления направлением бурения скважин. Техническим результатом является повышение точности управления траекторией бурения и выравнивания одной скважины относительно другой скважины. Предложен способ управления траекторией бурения второй скважины с ее прохождением в непосредственной близости к первой скважине, включающий прохождение первого электрода, соединенного с первым токопроводящим проводом через обсадную колонну; размещение в поверхностном слое земли обратного заземленного электрода; создание изменяющегося во времени электрического тока в первом токопроводящем проводе и первом электроде и во втором токопроводящем проводе, проходящем к обратному заземленному электроду; образование электромагнитного поля вокруг обсадной колонны первой скважины, вызванное протеканием изменяющегося во времени электрического тока в первом токопроводящем проводе; бурение второй скважины по траектории бурения параллельно первой скважине; измерение электромагнитного поля, образованного вокруг обсадной колонны первой скважины, выполняемое из буровой установки, находящейся во второй скважине; и управление траекторией бурения второй скважины с использованием измеренного электромагнитного поля. При этом первый электрод проходит в необсаженную часть ствола скважины за дальний конец обсадной колонны, так что указанный первый токопроводящий провод проходит по всей длине обсадной колонны первой скважины. Кроме того, расстояние между первым электродом и концом обсадной колонны должно быть достаточным для обеспечения предотвращения прохождения тока от первого электрода вверх через обсадную колонну первой скважины к обратному заземленному электроду. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Внутрискважинная калибровка инструмента при проведении изысканий пластов // 2525564

Изобретение относится внутрискважинной калибровке инструментов. Техническим результатом является устранение ограничений при калибровке скважинной аппаратуры температурного дрейфа и других ошибок датчика. Предложен аппарат скважинной калибровки датчика, содержащий корпус и поворотный механизм или карданный подвес, размещенный в указанном корпусе и содержащий, по меньшей мере, один датчик. Причем указанный поворотный механизм выполнен с возможностью поворота датчика относительно трех перпендикулярных осей с перемещением оси чувствительности датчика вдоль трехмерной орбиты. Предложен также способ калибровки датчика, заключающийся в использовании замеров, полученных на трехмерной орбите для калибровки датчика и определения других характеристик этого датчика или калибруемого инструмента. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 30 ил.

Гироинерциальный модуль гироскопического инклинометра // 2528105

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано, например, для построения скважинных приборов (СП) непрерывных малогабаритных гироскопических инклинометров (ГИ) с автономной начальной выставкой (АНВ) в азимуте для определения координат оси симметрии скважин. Гироинерциальный модуль ГИ содержит одноосный гиростабилизатор (ГС), на платформе (9) которого размещены два измерителя ускорений (13, 14) и трехстепенной гироскоп (12), установленный в поворотной раме (ПР) (5), ось подвеса которой перпендикулярна оси стабилизации (ОС). В режиме измерения ПР (5) повернута в положение, при котором вектор кинетического момента гироскопа (12) перпендикулярен оси подвеса платформы (9), а гироскоп (12) используется в качестве чувствительного элемента ГС. В режиме АНВ ОС устанавливают в вертикальное положение по сигналам измерителей ускорений (13, 14), а ПР (5) разворачивают на 90°, превращая гироскоп (12) в двухкомпонентный измеритель угловой скорости. Платформу (9) вращают с постоянной скоростью, измеряют и записывают угол ее поворота и угловые скорости. По полученным данным вычисляется начальный азимут осей платформы (9). Использование ПР (5) позволяет реализовать в одном приборе алгоритмы измерения, основанные на использовании ГС, и алгоритмы АНВ, основанные на измерении горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли относительно двух осей, что способствует повышению точности определения начального азимута, а следовательно, и точности работы прибора. 4 ил., 3 табл.

Наложение форм акустических сигналов с использованием группирования по азимутальным углам и/или отклонениям каротажного зонда // 2528279

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении акустического каротажа при бурении подземных формаций. Способ проведения измерений акустического каротажа включает группирование полученных форм акустических сигналов в одну из множества групп. При этом каждая такая репрезентативная группа соответствует некоторым измеренным параметрам состояния буровой скважины (например, диапазон измеренных значений отклонения и/или диапазон измеренных азимутальных углов). Формы акустических сигналов, сохраненные, по меньшей мере, в одной из групп, накладываются одна на другую для получения усредненной формы сигнала. Впоследствии такая усредненная форма сигнала может подвергаться обработке, например, с использованием алгоритма определения меры когерентности для получения, по меньшей мере, одного значения замедления акустической волны. Технический результат - повышение точности каротажных данных. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Комплекс для проверки скважинных инклинометров на месторождении // 2532439

Изобретение относится к области исследования и испытания инклинометров в полевых условиях. Техническим результатом является повышение точности и оперативности проверки магнитных и гироскопических скважинных инклинометров в полевых условиях. Предложен комплекс для проверки скважинных инклинометров на месторождении, содержащий металлический корпус с размещенными внутри опорными призмами, для расположения на них поверяемого инклинометра. Над призмами в корпусе размещены поджимные винты, на корпусе расположены геодезические приемники и цифровой наклономер. При этом при проверке скважинных инклинометров по азимутальным углам в нижней части корпуса по краям установлены оси с регулируемыми опорами. В случае проверки по зенитным углам в нижней части корпуса с одной стороны установлены оси с регулируемыми опорами, а с другой стороны установлена телескопическая опора, а также установлены дополнительные телескопические опоры. Кроме того, геодезические приемники, цифровой наклономер и поверяемый инклинометр соединены с блоком сопряжения, а блок сопряжения соединен с компьютером. 7 ил.

Устройство для лазерной выверки, предназначенное для использования с буровой установкой // 2534551

Изобретение относится к устройствам для выверки и, в частности, к устройствам, которые могут быть использованы для выверки буровых установок с обеспечением правильного азимута бурения. Устройство для лазерной выверки, предназначенное для использования с буровой установкой, имеющей удлиненную буровую штангу, и содержащее блок головки, содержащий по меньшей мере пару лазерных излучающих устройств, расположенных на нем независимо друг от друга, причем каждое из лазерных устройств выполнено с возможностью перемещения только в одной плоскости и ориентировано по существу в противоположных направлениях относительно друг друга для задания плоскости выверки, крепежные средства для прикрепления блока головки к буровой установке и блок регулируемой длины для регулирования разделяющего расстояния между блоком головки и буровой штангой. Устройство для лазерной выверки выполнено с возможностью использования для выверки по меньшей мере азимута буровой штанги относительно маркшейдерских знаков с использованием плоскости выверки. 4 н. и 21 з. п. ф-лы, 21 ил.